第一卷 正文

于拿起粉笔,开始在黑板上写下:

  「这是黎曼函数ζ(s)的定义,黎曼的ZETA函数。」

  ζ(s)=Σ<k=1到∞,1/k<s次方>>(黎曼函数的定义式)

  米尔迦继续写下去。

  「ζ(s)被以无穷级数的型式定义,这里的s=1就是调和级数,用的是HarmonicSeries第一个字母H,写做H<∞>。」

  H<∞>=Σ<k=1到∞,1/k>(调和级数的定义式)

  「也就是说,黎曼函数中s=1的式子就等于调和级数?」

  「是这样啊……那我和蒂……我想到的无穷级数与ζ(1)就是一样的。」

  村木老师出给我和米尔迦的是相同的问题吗?原来H是Harmonic的第一个字母。

  无视我说的话,米尔迦继续说下去。

  「下面的部分和Hn称为调和数。」

  H<n>=Σ<k=1到n,1/k>(调和数的定义式)

  「也就是当n→∞,调和数H<n>→调和级数H<∞>。」

  教室里回荡着米尔迦用粉笔写黑板的声音。

  H<∞>=lim<n→∞,H<n>>(调和级数与调和数的关系)

  「因为调和数H<n>是n→∞,所以向正无限大发散。」

  lim<n→∞,H<n>>=∞

  「因此调和级数也是向正无限大发散。」

  H<∞>=∞

  「也就是说ζ(1)是向正无限大发散。」

  ζ(1)=∞

  「为什么能说『调和级数是向正无限大发散』……」

  到这里米尔迦终于向我笑了一下,她已经回复到平常的模式了。

  我在呆然的状态下向她说明我写给蒂蒂的式子,是以m为0以上的整数,利用H<2<m次方>>≥1+m/2成立的证明。

  「没错,你的证明和14世纪奥雷姆用的是相同的方法。」米尔迦说到。

  ※※黎曼函数、调和极数、调和数

  ζ(s)=Σ<k=1到∞,1/k<s次方>>(黎曼函数的定义式)

  =H<∞>=Σ<k=1到∞,1/k>(调和级数的定义式)

  =H<n>=Σ<k=1到n,1/k>(调和数的定义式)

  米尔迦这时闭上眼睛,仿佛指挥般用手指划了一个L型,然后张开眼说:

  「你还记得在离散的世界找出指数函数的事吗?」

  「嗯,还记得。」印象中是做出差分方程式解开问题的。

  「那么这个问题如何?在离散的世界中试着找出『指数函数的反函数』……也就是对数函数。」

  ※※问题8-3

  对应连续世界的对数函数㏒<以e为底,x>,定义离散世界的函数L(x)

  连续世界←→离散世界

  ㏒<以e为底,x>←→L(x)=?

  「那我要回去了,你慢慢想吧。」

  米尔迦上将手上的粉笔灰弄掉之后走向教室门口,接着她回头对我说:

  「先告诉你一件事。你的缺点就是不画图,数学可不是只有式而已。」

  8.7两个世界,四种演算

  夜晚。

  我在自己的房间里打开笔记本,思考着米尔迦的问题8-3。

  是在离散的世界中,找出对应对数函数㏒<以e为底,x>的函数问题。

  以前调查指数函数的时候,解决了将De<x次方>=e<x次方>与ΔE(x)=E(x)互相对应的问题,成功地将微分方程式与差分方程式彼此对应。

  这次就从对应对数函数的微分方程式开始吧。

  我曾在书上看过对数函数㏒<以e为底,x>的微分。

  f(x)=㏒<以e为底,x>

  ↓微分

  f’(x)=1/x

  将『微分之后变成1/x』这个性质,当成是满足对数函数的微分方程式思考,由于1/x也可以写作x<-1次方>,所以可以用『微分之后变成x<-1次方>』表现,用米尔迦以前用过的微分算子D来写的话,就变成下列式子。

  D㏒<以e为底,x>=x<-1次方>满足对数函数的微分方程式。

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